DE69112780T2 - Electrostatic recorder. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontaktfreies elektrostatisches Aufzeichnungsgerät zur Erzeugung eines elektrostatischen Aufzeichnungsbildes, ohne hierfür einen Aufzeichnungskopf und ein Aufzeichnungsmedium miteinander in Kontakt zu bringen.The present invention relates to a non-contact electrostatic recording apparatus for forming an electrostatic recording image without bringing a recording head and a recording medium into contact with each other.
Ein sogenannter Multistylus-Drucker (Drucker mit vielen Nadelelektroden) ist üblicherweise als elektrostatisches Aufzeichnungsgerät wohlbekannt. Ein derartiger Multistylus-Drucker hat einen Aufzeichnungskopf, der durch Anordnen einer großen Vielzahl Nadelelektroden (Nadeln) in einer Hauptabtastrichtung mit gleichmäßigen kleinen Abstandsintervallen dazwischen gebildet wird und entsprechend einem Aufzeichnungssignal selektiv eine Spannung an jede Nadelelektrode legt, um eine direkte Entladung auf Papier zu bewirken, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild entsteht. Bei diesem Drucker wird besonderes Papier, das mit einem Mittel mit hohem elektrischen Widerstand beschichtet ist, verwendet, damit eine elektrische Ladung problemlos und zuverlässig auf dem Papier festgehalten wird. Bei dem besonderen Papier dieses Typs ist jedoch die Beschriftung mit einem Schreiber oder einem Stift schwierig und seine Lagerbeständigkeit ist ebenfalls problematisch, da es in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit denaturiert. Daher wird dieses besondere Papier als Büropapier nicht bevorzugt.A so-called multi-stylus printer (printer with many needle electrodes) is commonly well known as an electrostatic recording device. Such a multi-stylus printer has a recording head formed by arranging a large number of needle electrodes (needles) in a main scanning direction with uniform small pitch intervals therebetween and selectively applying a voltage to each needle electrode in accordance with a recording signal to cause direct discharge onto paper, thereby forming an electrostatic latent image. In this printer, special paper coated with a high electrical resistance agent is used so that an electrical charge is easily and reliably retained on the paper. However, the special paper of this type is difficult to write on with a pen or a pencil and its storage stability is also problematic because it denatures depending on environmental conditions such as humidity. Therefore, this special paper is not preferred as office paper.
Wenn ein Spalt zwischen dem distalen Ende einer jeden Nadelelektrode und der Papieroberfläche groß ist, verbreitert sich außerdem ein elektrisches Entladungsfeld von den Nadelelektroden auf der Papieroberfläche, wodurch sich die Größe der gebildeten Punkte erhöht, was wiederum zu Problemen bei der Erhaltung eines Aufzeichnungsbildes mit hoher Auflösung führt. Daher ist die Papieroberfläche mit einem Spaltmaterial versehen, welches in gleitenden Kontakt mit den distalen Enden der Nadelelektroden gebracht wird, um einen kleinen Spalt zu gewährleisten. Bei diesem System tritt jedoch das Problem auf, daß die distalen Enden der Nadelelektroden abgerieben oder abgenutzt werden.In addition, when a gap between the distal end of each needle electrode and the paper surface is large, an electric discharge field from the needle electrodes on the paper surface is widened, thereby increasing the size of the formed dots, which in turn leads to problems in obtaining a high-resolution recording image. Therefore, the paper surface is provided with a gap material which is in sliding contact with the distal ends of the needle electrodes to ensure a small gap. However, this system has the problem that the distal ends of the needle electrodes become abraded or worn.
Daher wird als elektrostatisches Aufzeichnungssystem, welches mit normalem Papier verwendet werden kann und bei dem der Spalt zwischen einem Bildmedium und den distalen Enden von Aufzeichnungselektroden klein ist, ein System zum Erzeugen eines Tonerbildes auf einem trommelartigen Zwischenaufzeichnungsmedium und Übertragen des Tonerbildes auf Papier vorgeschlagen. Da die Größe eines Geräts sich aufgrund der Verwendung eines Zwischenaufzeichnungsmediums zu erhöhen neigt, wird gemäß diesem System häufig ein Verfahren angewandt, mit dem das Bild gleichzeitig aufgezeichnet und entwickelt wird, um die Vergrößerung der Dimensionen des Geräts zu verhindern. In diesem Fall sind meistens eine große Anzahl von Aufzeichnungselektroden in Breitenrichtung (Hauptabtastrichtung) eines Förderweges für ein Entwicklungsmittel angeordnet, und ein Entwicklungsmittel wird selektiv von den Aufzeichnungselektroden auf die Oberfläche einer gegenüberliegenden Elektrode übertragen, die auch als Zwischenaufzeichnungsmedium gemäß der Aufzeichnungsinformation dient, wodurch ein aus Punkten zusammengesetztes Toneraufzeichnungsbild entwickelt wird. Bei diesem System müssen die Elektrodenabstände zwischen den Aufzeichnungselektroden und die gegenüberliegende Elektrode über die gesamte Breitenrichtung des Förderwegs für das Entwicklungsmittel hinweg konstant sein.Therefore, as an electrostatic recording system which can be used with ordinary paper and in which the gap between an image medium and the distal ends of recording electrodes is small, a system for forming a toner image on a drum-type intermediate recording medium and transferring the toner image to paper is proposed. Since the size of an apparatus tends to increase due to the use of an intermediate recording medium, according to this system, a method of simultaneously recording and developing the image is often adopted in order to prevent the increase in the dimensions of the apparatus. In this case, a large number of recording electrodes are usually arranged in the width direction (main scanning direction) of a conveying path for a developing agent, and a developing agent is selectively transferred from the recording electrodes to the surface of an opposing electrode which also serves as an intermediate recording medium in accordance with the recording information, thereby developing a toner recording image composed of dots. In this system, the electrode spacing between the recording electrodes and the opposing electrode must be constant across the entire width direction of the developer conveying path.
Die gegenüberliegende Elektrode bildet üblicherweise eine Trommel und wird für ihre weitere Funktion als Aufzeichnungsmedium gedreht. In diesem Fall, wenn die gegenüberliegende Elektrode gedreht wird, schwingt ihre Umfangsoberfläche in axialer oder Umfangsrichtung. Aus diesem Grund kann der Elektrodenspalt an bestimmten Stellen eng werden. Wenn das Entwicklungsmittel an den engen Elektrodenspalt zugeführt wird, erhöht sich die Dichte des Entwicklungsmittels und das Entwicklungsmittel wird zwischen den Elektroden unter Druck dicht. Als Ergebnis verringert sich der elektrische Widerstand des Entwicklungsmittels, der im Normalfall ca. 1 x 10¹¹ [Ω] beträgt, auf 1 x 10³ bis 1 x 10&sup6; [Ω] am dichten Abschnitt. Ein starker Strom fließt zur Erzeugung von Wärme in diesem Abschnitt, und das Entwicklungsmittel wird aufgrund der Wärme und dem Fülldruck auf die Elektroden aufgeschmolzen, was zu schwerwiegenden Problemen führt. Wenn das Entwicklungsmittel auf die Elektroden aufgeschmolzen ist, verringert sich die Bildauflösung, und der Bildkontrast oder die Sichtbarkeit verschlechtern sich. Ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät dieser Art ist aus der EP-4,831,394 bekannt.The opposing electrode usually forms a drum and is rotated for its further function as a recording medium. In this case, when the opposing electrode is rotated, its peripheral surface vibrates in the axial or circumferential direction. For this reason, the electrode gap may become narrow at certain locations. When the developing agent is supplied to the narrow electrode gap, the density of the developing agent increases and the developing agent becomes dense between the electrodes under pressure. As a result, the electrical resistance of the developing agent, which is normally about 1 x 10¹¹ [Ω], is reduced to 1 x 10³ to 1 x 10⁶ [Ω] at the dense portion. A large current flows to generate heat in this portion, and the developing agent is fused to the electrodes due to the heat and filling pressure, which causes serious problems. When the developing agent is fused to the electrodes, the image resolution is reduced and the image contrast or visibility is deteriorated. An electrostatic recording apparatus of this type is known from EP-4,831,394.
Wenn sich der Spalt zwischen den Aufzeichnungselektroden und der gegenüberliegenden Elektrode als Ergebnis des Schwingens vergrößert, erweitert sich das elektrische Feld, mit der problematischen Folge, daß ein Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung nicht erhalten werden kann.When the gap between the recording electrodes and the opposite electrode increases as a result of vibration, the electric field expands, with the problematic consequence that a high-resolution recording image cannot be obtained.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät zur Verfügung zu stellen, welches ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung erzeugt, indem ein Spalt zwischen Aufzeichnungselektroden und einer gegenüberliegenden Elektrode auf einem konstanten Wert gehalten wird.It is therefore an object of the present invention to provide an electrostatic recording device which produces a high-quality recording image with high resolution by keeping a gap between recording electrodes and an opposing electrode at a constant value.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt eine erste Ausführungsform des elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß vorliegender Erfindung eine Entwicklungsummantelung mit einer Oberfläche und angeordnet in einem vorbestimmten Förderweg eines Entwicklungsmittels, einer drehenden Magnetwalze im Inneren der Entwicklungsummantelung zum Befördern eines magnetischen Entwicklungsmittels mit Toner auf die Oberfläche der Entwicklungsummantelung in einer vorbestimmten Richtung, eine Vielzahl von Aufzeichnungselektroden, die quer zur Förderrichtung des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung mit vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnet sind, einer zylindrischen Elektrode, die der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden mit einer vorbestimmten Abstandslücke gegenüberliegend angeordnet ist und in eine Richtung dreht, so daß der Abschnitt der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode, der sich in der Lücke befindet, sich in der Lücke in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels bewegt, einer Spannungsanlegevorrichtung zum Anlegen einer Spannung, die der Aufzeichnungsinformation entspricht, an jede der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden, um den auf diesen Aufzeichnungselektroden, an die die Spannung angelegt wird, befindlichen Toner auf die zylindrische Elektrode zu übertragen, wodurch ein Toneraufzeichungsbild entsteht, das der Aufzeichnungsinformation auf der zylindrischen Elektrode entspricht, wobei die Entwicklungsummantelung eine Stufe aufweist, die quer zur Förderrichtung des Entwicklungsmittels ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe an einer Position auf der Entwicklungsummantelung stromaufwärts von einer Position angeordnet ist, bei der die Entwicklungsummantelung und die zylindrische Elektrode sich am nächsten liegen und von der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung zu einem unteren Abschnitt in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels geht, wobei dieser untere Abschnitt, der in der Entwicklungsummantelung durch diese Stufe ausgebildet ist, zu einem Punkt stromabwärts dieser Position in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels verläuft, wo die Entwicklungsummantelung und die zylindrische Elektrode sich am nächsten liegen, wobei wenigstens distale Endabschnitte der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden, die - mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte - mit einer isolierenden Beschichtung überzogen sind, von dieser Stufe und über den unteren Abschnitt auf diese nächste Position hin ragen, um Vorsprünge zu bilden, und diese Vorsprünge in einer Richtung zu der zylindrischen Elektrode hin bzw. von dieser weg schwingbar sind.To achieve this object, a first embodiment of the electrostatic recording apparatus according to the present invention comprises a developing sleeve having a surface and arranged in a predetermined conveying path of a developing agent, a rotating magnetic roller inside the developing sleeve for conveying a magnetic developing agent with toner onto the surface of the developing sleeve in a predetermined direction, a plurality of recording electrodes arranged transversely to the conveying direction of the developing agent on the surface of the developing sleeve at a predetermined distance from each other, a cylindrical electrode disposed opposite to the plurality of recording electrodes with a predetermined pitch gap and rotating in a direction such that the portion of the peripheral surface of the cylindrical electrode located in the gap moves in the gap in the conveying direction of the developing agent, voltage applying means for applying a voltage corresponding to the recording information to each of the plurality of recording electrodes to transfer the toner located on these recording electrodes to which the voltage is applied to the cylindrical electrode, thereby forming a toner recording image corresponding to the recording information on the cylindrical electrode, wherein the developing sleeve has a step formed transversely to the conveying direction of the developing agent, characterized in that the step is disposed at a position on the developing sleeve upstream of a position where the developing sleeve and the cylindrical electrode are closest to each other and from the peripheral surface of the developing sleeve to a lower portion in the conveying direction of the developing agent, this lower portion, formed in the developing jacket through said step to a point downstream of said position in the conveying direction of the developing agent where the developing jacket and the cylindrical electrode are closest to each other, at least distal end portions of the plurality of recording electrodes, which are coated with an insulating coating except for their distal end portions, projecting from said step and over the lower portion to said next position to form projections, and said projections being swingable in a direction toward or away from the cylindrical electrode.
Eine zweite Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Entwicklungsummantelung einen flachen Abschnitt über ihre gesamte Breite an einem Abschnitt auf deren Oberfläche in der Nähe der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode aufweist, ein Polsterelement, das aus einem elastischen Material besteht und auf dem gesamten Bereich, der die Hälfte des flachen Abschnittes beträgt, auf der stromaufwärtigen Seite in einer Förderrichtung des Entwicklungsmittels befestigt ist, wobei ein Teil der Oberfläche des Polsterelements eine Umfangsoberfläche bildet, die dieselbe Krümmung hat wie die Entwicklungsummantelung, so daß sie mit dieser kontinuierlich verläuft, wobei ein stromabwärts liegender Endabschnitt dieses Teils der Oberfläche des Polsterelements der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode am nächsten ist, wodurch eine Stufe auf der unmittelbar stromabwärts befindlichen Seite dieses Abschnittes ausgebildet ist, wobei die Vielzahl von Aufzeichnungselektroden auf der Umfangsoberfläche des Polsterelementes angeordnet ist und zur stromaufwärts befindlichen Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung hin verläuft, wobei die Aufzeichnungselektroden - mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte, die mit der Endfläche des Polsterelementes bündig sind - mit einer isolierenden Beschichtung überzogen sind, wodurch diese Stufe gebildet wird, und wenigstens die distalen Endabschnitte der Aufzeichnungselektroden in einer Richtung hin zur zylindrischen Elektrode bzw. weg von ihr schwingbar sindA second embodiment is characterized in that the development jacket has a flat portion over its entire width at a portion on its surface in the near the peripheral surface of the cylindrical electrode, a cushion member made of an elastic material and fixed on the entire area which is half of the flat portion on the upstream side in a conveying direction of the developing agent, a part of the surface of the cushion member forming a peripheral surface having the same curvature as the developing jacket so as to be continuous therewith, a downstream end portion of this part of the surface of the cushion member being closest to the peripheral surface of the cylindrical electrode, whereby a step is formed on the immediately downstream side of this portion, the plurality of recording electrodes being arranged on the peripheral surface of the cushion member and extending toward the upstream peripheral surface of the developing jacket, the recording electrodes - except for their distal end portions which are flush with the end face of the cushion member - being coated with an insulating coating, thereby forming this step, and at least the distal end portions of the recording electrodes in a direction can swing towards or away from the cylindrical electrode
Die Erfindung ist anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:The invention will be better understood from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht zeigt, die eine Gesamtanordnung eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß vorliegender Erfindung darstellt;Fig. 1 is a schematic sectional view showing an overall arrangement of an electrostatic recording apparatus according to the present invention;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht zeigt, die eine Einheit zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbilds sowie ihre periphere Anordnung, wie in Fig. 1 gezeigt, darstellt;Fig. 2 is an enlarged sectional view showing a recording image forming unit and its peripheral arrangement as shown in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht im Schnitt zeigt, die einen horizontalen Zirkulationsweg für ein Entwicklungsmittel in der in Fig. 1 dargestellten Einheit zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbilds darstellt;Fig. 3 is a plan view in section showing a horizontal circulation path for a developing agent in the recording image forming unit shown in Fig. 1;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht zeigt, die einen Aufzeichnungsabschnitt eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;Fig. 4 is a schematic sectional view showing a recording section of an electrostatic recording apparatus according to the first embodiment of the present invention;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zeigt, die die gesamte Einheit zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbildes wie in Fig. 1 gezeigt darstellt;Fig. 5 is a perspective view showing the entire recording image forming unit as shown in Fig. 1;
Fign. 6A und 6B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Draufsicht jeweils einer Bilderzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;Figs. 6A and 6B are a perspective view and a plan view, respectively, of an image forming unit according to the first embodiment of the present invention;
Fign. 7A und 7B schematische Aufrißansichten zur Erläuterung eines Betriebs des Aufzeichnungsabschnittes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;Figs. 7A and 7B are schematic elevational views for explaining an operation of the recording section according to the first embodiment of the present invention;
Fig. 8 eine schematische Aufrißdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs des Aufzeichnungsabschnittes gemäß der ersten Ausführungsform unter verschiedenen Bedingungen darstellt;Fig. 8 is a schematic elevational view for explaining an operation of the recording section according to the first embodiment under various conditions;
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht zeigt, die einen Aufzeichnungsabschnitt eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;Fig. 9 is a schematic side view showing a recording section of an electrostatic recording apparatus according to a second embodiment of the present invention;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht zeigt, die Aufzeichnungselektroden einer Bilderzeugungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; undFig. 10 is a perspective view showing recording electrodes of an image forming unit according to the second embodiment of the present invention; and
Fign. 11A und 11B schematische Aufrißansichten zur Erläuterung eines Betriebs des Aufzeichnungsabschnittes gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.Figs. 11A and 11B are schematic elevational views for explaining an operation of the recording section according to the second embodiment.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the present invention are described below in detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die die Gesamtanordnung eines Aufzeichnungsgeräts als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kennzeichnet die Bezugsziffer 1 eine Papierzuführkassette, in der Bögen einfachen Papiers P gestapelt sind und die abnehmbar an einem Seitenabschnitt des Geräts angebracht ist. Eine Papierzuführwalze 1a ist über dem vorderen Endabschnitt der Papierzuführkassette 1 angeordnet und derart im Gerät eingesetzt, daß sie in einer von einem Pfeil angedeuteten Richtung drehbar ist. Vor der Papierzuführwalze 1a sind obere und untere Führungsplatten 2a und 2b, die jeweils aus einem Isolierteil bestehen, derart angebracht, daß sie einen Papierzuführweg bilden. Ein Paar Registrierwalzen 3 ist im Papierzuführweg angeordnet, um die Zuführung des von der Papierzuführwalze 1a zugeführten Papiers P vorübergehend zu unterbrechen, um dadurch die Lage des Papiers einzustellen. Anschließend führt das Registrierwalzenpaar 3 das Papier wieder einem Bildübertragungsabschnitt T auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite in zeitlicher Abstimmung mit dem Empfang eines Aufzeichnungsbildes (welches nachstehend beschrieben ist) zu.Fig. 1 is a schematic sectional view showing the overall arrangement of a recording apparatus as a first embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, reference numeral 1 designates a paper feed cassette in which sheets of plain paper P are stacked and which is detachably mounted on a side portion of the apparatus. A paper feed roller 1a is disposed above the front end portion of the paper feed cassette 1 and is installed in the apparatus so as to be rotatable in a direction indicated by an arrow. In front of the paper feed roller 1a, upper and lower guide plates 2a and 2b each made of an insulating member are disposed so as to form a paper feed path. A pair of registration rollers 3 are disposed in the paper feed path to temporarily stop the feeding of the paper P fed from the paper feed roller 1a to thereby adjust the position of the paper. Subsequently, the registration roller pair 3 feeds the paper again to an image transfer section T on the downstream side in the direction of travel in time with the reception of a recording image (which is described below).
Im Bildübertragungsabschnitt T auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Registrierwalzenpaares 3 ist eine Übertragungsladevorrichtung 4 vorgesehen, die einer zylinderförmigen Elektrode 5 als Gegenelektrode gegenüberliegt, die auch als Bildträger fungiert. In dieser Ausführungsform wird die zylinderförmige Elektrode 5 entgegen den Uhrzeigersinn gedreht, wie es durch einen Pfeil α angedeutet wird. Eine Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U (die nachstehend beschrieben ist) liegt der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 auf der gegenüberliegenden Seite der Übertragungsladevorrichtung 4 gegenüber. Ein Toneraufzeichnungsbild wird durch die Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U auf der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 erzeugt, durch Drehung der zylinderförmigen Elektrode 5 an den Bildübertragungsabschnitt T befördert und auf wieder zugeführtes Papier übertragen. Der Aufbau der Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U ist im einzelnen nachstehend beschrieben.In the image transfer section T on the downstream side of the registration roller pair 3, a transfer charger 4 is provided which faces a cylindrical electrode 5 as a counter electrode which also functions as an image carrier. In this embodiment, the cylindrical electrode 5 is rotated counterclockwise as indicated by an arrow α. A recording image forming unit U (described below) faces the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 on the opposite side of the transfer charger 4. A toner recording image is formed by the recording image forming unit U on the surface of the cylindrical electrode 5, conveyed to the image transfer section T by rotation of the cylindrical electrode 5, and transferred to re-fed paper. The structure of the recording image forming unit U is described in detail below.
Auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Bildübertragungsabschnittes T ist eine Trennkralle 6 derart angeordnet, daß ihr distales Ende gegen die Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode gedrückt wird. Auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite der Trennkralle 6 ist ein Förderband 7 des Luftsaug-Typs horizontal angeordnet, um von der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 abgeführtes Papier zu einer vor dem Förderband 7 angeordneten Fixiereinheit 8 zu befördern, während die hintere Oberfläche des von der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 durch die Trennkralle 6 abgeführten Papiers nach der Bildübertragung abgestoßen wird. Die Fixiereinheit 8 besteht aus einer Heizwalze 8a und einer Druckwalze 8b und fixiert das Tonerbild thermisch während des Verlaufs des Papiers zwischen den zwei Walzen. Das dem Fixierungsvorgang unterzogene Papier wird über einen Ausstoßspalt 9 ausgestoßen und mit der bedruckten Seite nach unten auf einem Papierausstoßmagazin 10 gestapelt.On the downstream side of the image transfer section T, a separating claw 6 is arranged so that its distal end is pressed against the peripheral surface of the cylindrical electrode. On the downstream side of the separating claw 6, an air suction type conveyor belt 7 is arranged horizontally to convey paper discharged from the surface of the cylindrical electrode 5 to a fixing unit 8 arranged in front of the conveyor belt 7 while the rear surface of the paper discharged from the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 by the separating claw 6 is repelled after the image transfer. The fixing unit 8 is composed of a heating roller 8a and a pressure roller 8b, and thermally fixes the toner image during the passage of the paper between the two rollers. The paper subjected to the fixing process is ejected via an ejection gap 9 and stacked with the printed side facing down on a paper ejection tray 10.
Bei dem Aufzeichnungsgerät gemäß dieser voranstehend beschriebenen Ausführungsform verläuft der Papierfördervorgang aufgrund der Tatsache, daß der gesamte Papierförderweg von der Papierzuführung bis zum Papierausstoß im wesentlichen gerade ausgebildet ist, im wesentlichen reibungslos, um ein einfaches Auftreten eines Bildfehlers oder eines Fehlers bei der Papierzuführung, wie Papierstau, zu verhindern. Außerdem hat dieses Aufzeichnungsgerät einen weiteren Vorteil, der darin liegt, daß das Papier aufgrund des voranstehend beschriebenen geraden Papierförderwegs mit der bedruckten Oberfläche nach unten ausgestoßen wird, wodurch ein Sortieren der Seiten nicht mehr erforderlich ist, was bei einem Aufzeichnungsgerät wünschenswert ist.In the recording apparatus according to this embodiment described above, since the entire paper feeding path from the paper feed to the paper ejection is made substantially straight, the paper feeding operation is substantially smooth to prevent an easy occurrence of an image defect or a paper feeding defect such as a paper jam. In addition, this recording apparatus has another advantage in that the paper is ejected with the printed surface facing downward due to the straight paper feeding path described above, thereby eliminating the need for sorting the pages, which is desirable in a recording apparatus.
Der Aufbau der Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U wird im einzelnen nachstehend beschrieben.The structure of the recording image forming unit U is described in detail below.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U im allgemeinen einen Entwicklungs-/Autzeichnungsbehälter 12 mit einer Aufzeichnungsvorrichtung und einer Fördervorrichtung für ein Entwicklungsmittel, sowie einen Entwicklungsmittel-Vorratsbehälter 11, in dem ein Entwicklungsmittel zum Nachfüllen enthalten ist. Ein Rührflügel 11a ist drehbar im Entwicklungsmittel-Vorratsbehälter 11 angeordnet. In dieser Ausführungsform wird ein Einkomponenten-Entwicklungsmittel, das mindestens ein Isolierharz, ein feines Magnetpulver sowie Farbstoffteilchen enthält, als Entwicklungsmittel verwendet, und ein isolierender magnetischer Toner mit einer negativen (-) Reibungselektrizitätspolarität ist enthalten. Ein Zweikomponenten-Entwicklungsmittel, das durch Mischen eines magnetischen Trägers mit einem isolierenden Toner in einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, kann ebenfalls als Entwicklungsmittel verwendet werden.As shown in Fig. 2, the recording image forming unit U generally comprises a developing/recording tank 12 having a recording device and a developing agent conveying device, and a developing agent storage tank 11 in which a developing agent is contained for replenishment. An agitating blade 11a is rotatably disposed in the developing agent storage tank 11. In this embodiment, a one-component developing agent containing at least an insulating resin, a fine magnetic powder and dye particles is used as a developing agent, and an insulating magnetic toner having a negative (-) triboelectric polarity is contained. A two-component developing agent obtained by mixing a magnetic carrier with an insulating toner in a predetermined ratio can also be used as a developing agent.
Ein horizontaler Zirkulationsweg 13 für ein Entwicklungsmittel, wie in Fig. 3 gezeigt, ist auf dem unteren Abschnitt des Entwicklungs-/Aufzeichnungsbehälters 12 ausgebildet. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist ein Paar Schneckenwalzen 14a und 14b drehbar in einem Paar paralleler Längswege 13a und 13b des horizontalen Zirkulationsweges 13 angeordnet. Die Schneckenwalzen 14a und 14b werden dadurch gebildet, daß eine Vielzahl spiralförmig verlaufender Blätter 14a2 und 14b2 auf den Umfangsoberflächen von Wellen 14a1 und 14b1 ausgebildet sind und umgekehrt zuführende Blätter 14a3 und 14b3 mit entgegengesetztem spiralenförmigen Verlauf jeweils auf einem Endabschnitt einer entsprechenden Welle (siehe die perspektivische Ansicht aus Fig. 5) vorgesehen sind. Die Schneckenwalzen 14a und 14b sind jeweils in den Längswegen 13a bzw. 13b angeordnet, so daß sich die umgekehrt zuführenden Blätter 14a3 und 14b3 auf gegenüberliegenden Seiten befinden. Das Paar Schneckenwalzen 14a und 14b wird in entgegengesetzten Richtungen gedreht, die durch die Pfeile ß und γ angedeutet sind, und an ihnen entlang wird ein Entwicklungsmitel auf die jeweiligen Blätter 14a3 und 14b3 mit umgekehrter Zuführrichtung befördert. Als Ergebnis treffen an den Eckabschnitten, an denen sich die Zuführblätter 14a3 und 14b3 mit umgekehrter Zuführrichtung befinden, umgekehrte Zuführkräfte in entgegengesetzten Richtung aufeinander und schieben den magnetischen Toner in einer vertikalen Richtung, so daß er in den anderen Längsweg fließt. Auf diese Weise läßt sich der magnetische Toner zufriedenstellend mit Reibungselektrizität aufladen, während er gleichzeitig unter Rühren in einer durch einen gestrichelten Pfeil δ angedeuteten Richtung zirkuliert wird. Eine erforderliche Lademenge eines Entwicklungsmittel läßt sich zufriedenstellend durch Reibungsaufladung erhalten, indem die Form oder das Material der Schneckenwalzen 14a und 14b verändert wird.A horizontal circulation path 13 for a developing agent, as shown in Fig. 3, is formed on the lower portion of the developing/recording tank 12. As shown in As shown in Fig. 3, a pair of screw rollers 14a and 14b are rotatably disposed in a pair of parallel longitudinal paths 13a and 13b of the horizontal circulation path 13. The screw rollers 14a and 14b are formed by forming a plurality of spiral blades 14a2 and 14b2 on the peripheral surfaces of shafts 14a1 and 14b1 and providing reverse feeding blades 14a3 and 14b3 of opposite spiral paths on an end portion of a corresponding shaft (see the perspective view of Fig. 5). The screw rollers 14a and 14b are disposed in the longitudinal paths 13a and 13b, respectively, so that the reverse feeding blades 14a3 and 14b3 are on opposite sides. The pair of screw rollers 14a and 14b are rotated in opposite directions indicated by arrows β and γ, and a developing agent is fed along them onto the respective blades 14a3 and 14b3 in reverse feeding direction. As a result, at the corner portions where the feeding blades 14a3 and 14b3 in reverse feeding direction are located, reverse feeding forces in opposite directions collide and push the magnetic toner in a vertical direction so that it flows in the other longitudinal path. In this way, the magnetic toner can be satisfactorily charged with frictional electricity while being circulated with stirring in a direction indicated by a broken arrow δ. A required charge amount of a developing agent can be satisfactorily obtained by frictional charging by changing the shape or material of the screw rollers 14a and 14b.
Ein Raum S, der von einer Wand Sw umgeben ist, um ein Eintreten des zirkulierenden Entwicklungsmittels zu verhindern, ist in einem zentralen Abschnitt des horizontalen Zirkulationswegs 13 mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau ausgebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist oberhalb der Schneckenwalze 14a, die sich näher am Entwicklungsmittel-Vorratsbehälter 11 befindet, ein Nachfüllspalt 11b zum Nachfüllen von magnetischem Toner d0 entlang der axialen Richtung der Schneckenwalze 14a ausgebildet.A space S surrounded by a wall Sw for preventing the circulating developing agent from entering is formed in a central portion of the horizontal circulation path 13 having the structure described above. As shown in Fig. 2, above the screw roller 14a which is closer to the developing agent reservoir 11, a replenishment gap 11b for replenishment of magnetic toner d0 is formed. along the axial direction of the screw roller 14a.
Eine Entwicklungsummantelung 15 zur vertikalen Beförderung des Entwicklungsmittels befindet sich horizontal oberhalb der anderen Schneckenwalze 14b. Die Entwicklungsummantelung 15, die eine drehbare Magnetwalze 16 umschließt, ist so angeordnet, daß sie der voranstehend beschriebenen zylinderförmigen Elektrode 5 gegenüberliegt. Andere magnetische Pole sind abwechselnd auf der Umfangsoberfläche der Magnetwalze 16 ausgebildet. Bei Drehung der Magnetwalze 16 entgegen den Uhrzeigersinn, wie durch Pfeil ε angedeutet, wird der magnetische Toner d im Uhrzeigersinn, wie durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet, entlang der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 befördert.A developing sleeve 15 for vertically conveying the developing agent is disposed horizontally above the other screw roller 14b. The developing sleeve 15, which encloses a rotatable magnet roller 16, is arranged to face the above-described cylindrical electrode 5. Other magnetic poles are alternately formed on the peripheral surface of the magnet roller 16. When the magnet roller 16 rotates counterclockwise as indicated by arrow ε, the magnetic toner d is conveyed clockwise as indicated by a dashed arrow along the peripheral surface of the developing sleeve 15.
Ein Schaber 12a zur Regulierung der Schichtendicke des magnetischen Toners d auf einen passenden Wert ist in der Nähe der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15, die als Entwicklungsmittel-Förderweg dient, und auf der in Verlaufsrichtung gesehen vorangeordneten Seite in der Entwicklungsmittel-Förderrichtung angeordnet. Eine Platte 12b zur Verhinderung eines Verstreuens von Toner ist oberhalb des Schabers 12a angeordnet. Die Platte 12b zur Verhinderung eines Verstreuens von Toner verhindert, daß ein auf die in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordnete Seite befördertes Entwicklungsmittel aufgrund der Regulierung der Schichtendicke mittels des Schabers 12a in den Bereich außerhalb der Aufzeichnungs-/Bilderzeugungseinheit U verstreut wird und ein Bild verunreinigt. In dieser Ausführungsform verzweigt sich der obere Endabschnitt der Behälterwand des Entwicklungs-/Aufzeichnungsbehälters 12a in zwei Teile, wobei der Schaber 12a in einem Zweig angeordnet ist und die Platte 12b zur Verhinderung eines Verstreuens von Toner in dem anderen Zweig ausgebildet ist.A scraper 12a for regulating the layer thickness of the magnetic toner d to an appropriate value is arranged near the surface of the developing sleeve 15 serving as a developing agent conveying path and on the upstream side in the developing agent conveying direction. A toner scattering preventing plate 12b is arranged above the scraper 12a. The toner scattering preventing plate 12b prevents a developing agent conveyed on the downstream side from being scattered to the outside of the recording/image forming unit U and contaminating an image due to the regulation of the layer thickness by the scraper 12a. In this embodiment, the upper end portion of the container wall of the developing/recording container 12a is branched into two parts, with the scraper 12a being arranged in one branch and the toner scattering prevention plate 12b being formed in the other branch.
Ein Aufzeichnungsabschnitt W zur Erzeugung eines Toneraufzeichnungsbildes ist wie folgt auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Abschnittes zur Regulierung der Dicke der Tonerschicht entlang der Tonerförderrichtung angeordnet.A recording section W for forming a toner recording image is formed on the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 is arranged on the downstream side of the section for regulating the thickness of the toner layer along the toner conveying direction.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform an einem Abschnitt auf der Entwicklungsummantelung 15, der sich in Verlaufsrichtung gesehen auf der vorangeordneten Seite von einer Position Nc der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 befindet, die der Entwicklungsummantelung 15 in der Tonerförderrichtung am nächsten liegt, eine Stufe G ausgeformt. Die Größe (Höhe) der Stufe G beträgt vorzugsweise ca. das Zehnfache des Abstands L zwischen den Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL (die nachstehend beschrieben sind) und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5. Bei dieser Ausführungsform ist die Stufe G, die eine derartige Höhe hat, über die gesamte Breite der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 hinweg ausgebildet.As shown in Fig. 4, in this embodiment, a step G is formed at a portion on the developing sleeve 15 that is located on the upstream side from a position Nc of the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 closest to the developing sleeve 15 in the toner conveying direction. The size (height) of the step G is preferably about ten times the distance L between the surfaces of the recording electrodes EL (described later) and the peripheral surface of the cylindrical electrode 5. In this embodiment, the step G having such a height is formed across the entire width of the peripheral surface of the developing sleeve 15.
Eine Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit einer großen Anzahl von Aufzeichnungselektroden ist auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 auf der in Verlaufsrichtung vorangeordneten Seite von der voranstehend beschriebenen Stufe G befestigt. Die Aufzeichnungselektrodenschicht 17 dieser Ausführungsform wird durch eine biegsame gedruckte Leiterplatte ("flexible circuit board", FPC) gebildet. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist in der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 eine große Anzahl paralleler Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a, die in Längsrichtung der Schicht entlang der Umfangsrichtung der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 verlaufen, mit einem vorbestimmten geringen Zwischenabstand in Breitenrichtung des Grund-Schicht 17b (der Breitenrichtung des Tonerförderweges: der Hauptabtastrichtung) angeordnet. Die Anzahl der Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a ist so gewählt, daß sie mit der maximalen Datenanzahl einer Hauptabtastzeile korrespondiert. Bei dieser Ausführungsform ist die große Anzahl von Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a, die aus einem nichtmagnetischen leitenden Material sind, mit einer Zeichendichte von 84,6 um (300 DPI) mit Intervallen von 40 um dazwischen aufstrukturiert.A recording electrode layer 17 having a large number of recording electrodes is fixed on the peripheral surface of the developing jacket 15 on the upstream side from the above-described step G. The recording electrode layer 17 of this embodiment is formed by a flexible printed circuit board (FPC). As shown in Fig. 5, in the recording electrode layer 17, a large number of parallel recording electrode lines 17a extending in the longitudinal direction of the layer along the peripheral direction of the surface of the developing jacket 15 are arranged at a predetermined small pitch in the width direction of the base layer 17b (the width direction of the toner conveying path: the main scanning direction). The number of the recording electrode lines 17a is selected to correspond to the maximum number of data of one main scanning line. In this embodiment, the large number of recording electrode lines 17a made of a non-magnetic conductive material, with a character density of 84.6 μm (300 DPI) with intervals of 40 μm in between.
Eine Isolierschicht 17c ist auf der Oberfläche der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 aufgebracht, mit Ausnahme eines Bereiches Z am Ende der Schicht, der zur Bildung des Aufzeichnungsbildes beiträgt. Die Isolierschicht 17c ist aus dem nachstehend erläuterten Grund nicht auf den vorderen Endbereich Z der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 aufgebracht.An insulating layer 17c is provided on the surface of the recording electrode layer 17 except for a region Z at the end of the layer which contributes to the formation of the recording image. The insulating layer 17c is not provided on the front end region Z of the recording electrode layer 17 for the reason explained below.
Es wird nämlich ein Toneraufzeichnungsbild durch Anlegen einer Aufzeichnungsspannung, die mit Aufzeichnungsdaten korrespondiert, an die Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a erzeugt, um ein elektrisches Feld zwischen den Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a und der zylinderförmigen Elektrode 5 zu bilden, und den durch die Kraft dieses elektrischen Feldes aufgeladenen Toner auf die zylinderförmige Elektrode 5 zu übertragen, wie es nachstehend beschrieben ist. Wenn jedoch die Isolierschicht 17c auf der Oberfläche der Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a aufgebracht wird, an die die Aufzeichnungsspannung angelegt werden soll, läßt sich nicht nur das erforderliche elektrische Feld nicht effizient erzeugen, sondern es wird auch eine unnötige elektrische Ladung in der Isolierschicht 17c gespeichert, was zu Bildfehlern wie einem verschmierten Hintergrund oder einer Verunreinigung des Bildes führt. Wie in Fig. 5 gezeigt, werden daher die distalen Endbereiche Z der Aufzeichnungselektrodenschicht 17, die zur Erzeugung des Toneraufzeichnungsbildes führen, als Aufzeichnungselektroden EL eingestellt, die Isolierschicht 17c wird nicht auf diese Bereiche Z aufgebracht, und die Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a liegen frei. Als Ergebnis läßt sich das erforderliche elektrische Feld effizient erzeugen. Außerdem läßt sich das Auftreten von Bildfehlern wie einem verschmierten Hintergrund, die durch die unnötige elektrische Ladung verursacht werden, zuverlässig verhindern, da die unnötige elektrische Ladung nicht gespeichert wird.Namely, a toner recording image is formed by applying a recording voltage corresponding to recording data to the recording electrode lines 17a to form an electric field between the recording electrode lines 17a and the cylindrical electrode 5, and transferring the toner charged by the force of this electric field to the cylindrical electrode 5, as described below. However, if the insulating layer 17c is provided on the surface of the recording electrode lines 17a to which the recording voltage is to be applied, not only the required electric field cannot be efficiently generated, but also an unnecessary electric charge is stored in the insulating layer 17c, resulting in image defects such as a smeared background or contamination of the image. Therefore, as shown in Fig. 5, the distal end portions Z of the recording electrode layer 17, which lead to the formation of the toner recording image, are set as the recording electrodes EL, the insulating layer 17c is not applied to these portions Z, and the recording electrode lines 17a are exposed. As a result, the required electric field can be efficiently generated. In addition, the occurrence of image defects such as a smeared background caused by the unnecessary electric charge can be reliably prevented because the unnecessary electric charge is not stored.
Die Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau ist auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 derart angeordnet, daß ihr distaler Endabschnitt auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite mit seiner gesamten Breite gleichförmig von Stufe G absteht. Die distalen Endabschnitte der Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a auf dem distalen Endabschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17, auf denen kein Isolierüberzug aufgebracht ist, dienen als die Aufzeichnungselektroden EL zum Erzeugen eines Aufzeichnungsbildes. In dieser Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Aufzeichnungselektrodenschicht 17 derart angeordnet, daß sich die distalen Enden der Aufzeichnungselektroden EL unmittelbar unterhalb der am nähesten befindlichen Position Nc auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 befinden.The recording electrode layer 17 having the above-described structure is arranged on the peripheral surface of the developing jacket 15 such that its distal end portion on the downstream side is uniformly projected from the step G with its entire width. The distal end portions of the recording electrode leads 17a on the distal end portion of the recording electrode layer 17, on which no insulating coating is applied, serve as the recording electrodes EL for forming a recording image. In this embodiment, shown in Fig. 4, the recording electrode layer 17 is arranged such that the distal ends of the recording electrodes EL are located immediately below the closest position Nc on the peripheral surface of the cylindrical electrode 5.
Wie es in der perspektivischen Ansicht aus Fig. 6A und der Draufsicht aus Fig. 6B gezeigt ist, sind Schlitze C in der Grund-Schicht 17b an Abschnitten zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL vorgesehen. Jeder Schlitz C verläuft nicht nur zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, sondern auch zu einem Abschnitt der Grund-Schicht 17b, der mit dem Isolierüberzug 17c beschichtet ist. Daher ist jede Aufzeichnungselektrode EL von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL auf ihren zwei Seiten getrennt und kann frei und unabhängig in der Richtung ihrer Dicke (der Richtung der Annäherung oder Entfernung von der zylinderförmigen Elektrode 5, d.h. der vertikalen Richtung in dieser Ausführungsform) schwingen. In diesem Fall kann, um zu verhindern, daß jede Aufzeichnungselektrode EL aufgrund ihres Gewichtes nach unten gebogen wird, während ihr eine erforderliche Flexibilität verliehen wird (die nachstehend beschriebene Dämpfungsfunktion), eine Größe A des Herausragens der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 auf ca. 0 bis 2,0 mm eingestellt werden.As shown in the perspective view of Fig. 6A and the plan view of Fig. 6B, slits C are provided in the base layer 17b at portions between the adjacent recording electrodes EL. Each slit C extends not only between the adjacent recording electrodes EL but also to a portion of the base layer 17b coated with the insulating coating 17c. Therefore, each recording electrode EL is separated from the adjacent recording electrodes EL on its two sides and can vibrate freely and independently in the direction of its thickness (the direction of approaching or moving away from the cylindrical electrode 5, i.e., the vertical direction in this embodiment). In this case, in order to prevent each recording electrode EL from being bent downward due to its weight while giving it a required flexibility (the damping function described below), a protrusion amount A of the recording electrode layer 17 may be set to about 0 to 2.0 mm.
Wenn der Aufzeichnungsabschnitt W auf die voranstehend beschriebene Art und Weise angeordnet ist, kann der (der in Fig. 7A gezeigte) Abstand L zwischen oberen Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 konstant auf einen vorbestimmten nötigen minimalen Wert eingestellt werden. Der hierfür angewandte Mechanismus wird unter Bezugnahme auf die Fign. 7A und 7B beschrieben. Die Fign. 7A und 7B sind schematische Aufrißdarstellungen des Aufzeichnungsabschnittes W, gesehen von der - in Verlaufsrichtung gesehen - nachgeordneten Seite der Tonerzuführrichtung.When the recording section W is arranged in the above-described manner, the distance L (shown in Fig. 7A) between upper surfaces of the recording electrodes EL and the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 can be constantly set to a predetermined necessary minimum value. The mechanism used for this will be described with reference to Figs. 7A and 7B. Figs. 7A and 7B are schematic elevational views of the recording section W viewed from the downstream side of the toner supply direction.
Wie in Fig. 7B gezeigt ist, biegt sich bei Drehung der zylinderförmigen Elektrode 5, selbst bei einem lokalen Schwingen ihrer Umfangsoberfläche um ca. mehrere um bis mehrere Zehn um bis in die Nähe der Seite der Aufzeichnungselektrode EL, eine ihr durch die Schicht magnetischen Toners gegenüberliegende Aufzeichnungselektrode EL zum Boden der Stufe G hin durch, und der Abstand L von Elektrode zu Elektrode wird im wesentlichen auf demselben Wert wie der in Fig. 7A gezeigte erforderliche Abstand gehalten. Daher läßt sich ein Nachteil, der darin liegt, daß der magnetische Toner an dem unter Druck befindlichen Schwingungsabschnitt übermäßig verdichtet wird, zuverlässig verhindern. Als Ergebnis fließt kein übermäßiger Strom in den dichten magnetischen Toner, um dort Hitze zu erzeugen, was verursachen würde, daß der magnetische Toner an einer Elektrode anschmilzt. Der magnetische Toner wird gleichmäßig über die gesamte Breite des Gegenelektrodenabschnittes (dem Aufzeichnungsabschnitt W) befördert und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung kann zuverlässig erzeugt werden.As shown in Fig. 7B, when the cylindrical electrode 5 is rotated, even if its peripheral surface is locally vibrated by about several µm to several tens µm up to the vicinity of the recording electrode EL side, a recording electrode EL facing it through the magnetic toner layer bends toward the bottom of the step G, and the electrode-to-electrode distance L is kept substantially the same as the required distance shown in Fig. 7A. Therefore, a disadvantage that the magnetic toner is excessively densified at the vibration portion under pressure can be reliably prevented. As a result, an excessive current does not flow into the dense magnetic toner to generate heat there, which would cause the magnetic toner to fuse to an electrode. The magnetic toner is evenly conveyed across the entire width of the counter electrode section (the recording section W) and a high-quality, high-resolution recording image can be reliably produced.
Wie in Fig. 8 gezeigt, kann sich selbst dann, wenn eine dem magnetischen Toner beigemischte fremde Substanz r oder ein Block des magnetischen Toners an den Gegenelektrodenab schnitt (den Aufzeichnungsabschnitt W) befördert wird, da eine Aufzeichnungselektrode EL1, die die fremde Substanz r zusammen mit der zylinderförmigen Elektrode 5 sandwichartig überlagert, durch den Schlitz C von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL an ihren beiden Seiten getrennt ist, die Aufzeichnungselektrode EL1, unabhängig von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, lokal stark durchbiegen und die fremde Substanz r passieren. Auf diese Weise läßt sich ein Nachteil dahingehend, daß eine feste Substanz, beispielsweise eine fremde Substanz, sich im Aufzeichnungsabschnitt W festsetzt, zuverlässig verhindern und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild läßt sich weiterhin stabil erzeugen.As shown in Fig. 8, even if a foreign substance r mixed with the magnetic toner or a block of the magnetic toner is conveyed to the counter electrode portion (the recording portion W), since a recording electrode EL1 which contains the foreign substance r together sandwiched with the cylindrical electrode 5, separated from the adjacent recording electrodes EL at both sides thereof by the slit C, the recording electrode EL1 can locally bend greatly independently of the adjacent recording electrodes EL and pass the foreign substance r. In this way, a disadvantage that a solid substance such as a foreign substance is stuck in the recording section W can be reliably prevented and a high-quality recording image can still be stably formed.
Bei der Herstellung der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 wird eine Grund-Schicht 17b, die aus einem flexiblen Isoliermaterial besteht und mit einer Kupferfolie überzogen ist, geätzt, um auf ihr ein Muster einer großen Anzahl von Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a zu erzeugen, der Isolierüberzug 17c wird auf die resultierende Schicht aufgebracht, mit Ausnahme des vorderen Endabschnittes Z, um die Aufzeichnungselektroden EL zu bilden, und die Schlitze C werden zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL gebildet.In the manufacture of the recording electrode layer 17, a base layer 17b made of a flexible insulating material and covered with a copper foil is etched to form a pattern of a large number of recording electrode lines 17a thereon, the insulating coating 17c is applied to the resulting layer except for the front end portion Z to form the recording electrodes EL, and the slits C are formed between the adjacent recording electrodes EL.
Wie in Fig. 2 gezeigt, verläuft auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Aufzeichnungsabschnittes W entlang der Tonerzuführrichtung eine Wand Sw1 auf der Seite des Entwicklungsmittel-Vorratsbehälters 11, welche als Wand den mittleren Raum S des voranstehend erwähnten horizontalen Zirkulationswegs 13 umgibt, so daß das distale Ende der Wand Sw1 an die Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 stößt. Als Ergebnis wird ein magnetischer Toner d', der nicht in den Aufzeichnungsabschnitt W übertragen wird, sondern auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 verbleibt und bei Rotation der magnetischen Walze 16 befördert wird, abgeschabt und fällt auf einen Weg 13a auf der Seite des Nachfülltanks des horizontalen Zirkulationswegs 13. Dies bedeutet, daß der magnetische Toner d' am Eintritt in den mittleren Raum S gehindert wird oder nicht über den horizontalen Zirkulationsweg 13, sondern direkt an die in Verlaufsrichtung gesehen vorangestellte Seite entlang der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 zurückgeführt wird. Es ist zu beachten, daß ein gesondertes Plattenelement zum Abschaben des restlichen magnetischen Toners d', der sich an der Entwicklungsummantelung 15 abgelagert hat, unabhängig von der Wand des mittleren Raums S vorhanden sein kann. In diesem Fall ist das Schabeelement vertikal derart befestigt, daß sein distales Ende an die Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 stößt und sein proximales Ende zum Bodenabschnitt des mittleren Raums S hin verläuft. Wenn das Schabeelement aus einem magnetischen Material hergestellt ist, läßt sich eine reibungslosere Abschabe/Rückführ-Wirkung erzielen, da die magnetische Kraft der Magnetwalze 16 unterbrochen werden kann.As shown in Fig. 2, on the downstream side of the recording section W along the toner supply direction, a wall Sw1 extends on the side of the developing agent reservoir 11 as a wall surrounding the central space S of the above-mentioned horizontal circulation path 13 so that the distal end of the wall Sw1 abuts against the peripheral surface of the developing sleeve 15. As a result, a magnetic toner d' which is not transferred into the recording section W but remains on the surface of the developing sleeve 15 and is conveyed upon rotation of the magnetic roller 16 is scraped off and falls onto a path 13a on the replenishment tank side of the horizontal circulation path 13. This means that the magnetic toner d' is prevented from entering the central space S or is not fed via the horizontal circulation path 13 but directly to the upstream side along the peripheral surface of the developing sleeve 15. Note that a separate plate member for scraping off the residual magnetic toner d' deposited on the developing sleeve 15 may be provided independently of the wall of the central space S. In this case, the scraping member is vertically mounted such that its distal end abuts against the peripheral surface of the developing sleeve 15 and its proximal end extends toward the bottom portion of the central space S. When the scraping member is made of a magnetic material, a smoother scraping/returning action can be obtained because the magnetic force of the magnet roller 16 can be interrupted.
Wie voranstehend beschrieben, erstreckt sich die Aufzeichnungselektrodenschicht 17, auf deren distalen Ende sich die Aufzeichnungselektroden EL befinden, auf ungefähr die Hälfte der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 und verläuft dann vertikal nach unten in den mittleren Raum S des voranstehend beschriebenen horizontalen Zirkulationswegs. Eine Vielzahl von Treiberschaltungselementen 18 zum Anlegen einer Aufzeichnungsspannung an die entsprechenden Aufzeichnungselektroden EL gemäß Aufzeichnungsdaten ist auf dem vertikal verlaufenden Abschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 vorgesehen. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind N Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit jedem Treiberschaltungselement 18 verbunden. Auf diese Weise können die Treiberschaltungselemente 18 vor Staub, beispielsweise in Form eines Entwicklungsmittels geschützt werden, da der Endabschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17, an dem die Treiberschaltungselemente 18 befestigt sind, im mittleren Raum S untergebracht ist, und der Aufbau des Entwicklungs-/ Aufzeichnungsbehälters 12 läßt sich erheblich kompakter gestalten.As described above, the recording electrode layer 17, on the distal end of which the recording electrodes EL are located, extends to approximately half of the peripheral surface of the developing jacket 15 and then extends vertically downward into the central space S of the horizontal circulation path described above. A plurality of drive circuit elements 18 for applying a recording voltage to the corresponding recording electrodes EL according to recording data are provided on the vertically extending portion of the recording electrode layer 17. As shown in Fig. 5, N recording electrode lines 17a of the recording electrode layer 17 are connected to each drive circuit element 18. In this way, the driving circuit elements 18 can be protected from dust, for example in the form of a developing agent, since the end portion of the recording electrode layer 17 to which the driving circuit elements 18 are attached is accommodated in the central space S, and the structure of the developing/recording container 12 can be made considerably more compact.
Ein Betrieb des elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts dieser Ausführungsform zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbildes ist nachstehend beschrieben.An operation of the electrostatic recording apparatus of this embodiment to form a recording image is described below.
Es wird auf die Fig. 2 Bezug genommen. Wenn die Magnetwalze 16 in der vom Pfeil ε angedeuteten Richtung gedreht wird, entsteht ein drehendes Magnetfeld zum Rotieren von Teilchen des magnetischen Toners d auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15, und der magnetische Toner wird in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung befördert, die der Drehrichtung der Magnetwalze 16 entgegengesetzt ist, während eine Art Bürste des Toners gebildet wird. Der beförderte magnetische Toner wird durch den Schaber 12a so reguliert, daß er eine vorbestimmte Dicke hat und an den Aufzeichnungsabschnitt W befördert. In diesem Fall wird der magnetische Toner durch Reibung aufgeladen, so daß er aufgrund der Reibung der Tonerteilchen untereinander oder zwischen dem Toner und der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 eine negative Polarität hat. Die Vielzahl von Aufzeichnungselektroden EL ist im Aufzeichnungsabschnitt W angeordnet, wie in Fig. 7A gezeigt. Das Treiberschaltungselement 18 legt auf die voranstehend beschriebene Art und Weise selektiv eine Aufzeichnungsdaten entsprechende Aufzeichnungsspannung an die entsprechenden Aufzeichnungselektroden EL. In diesem Fall bildet sich, wie in Fig. 7A gezeigt, wenn die Ein-Bit Aufzeichnungsdaten bei Anlegen der Spannung von -200 V an die entsprechende Aufzeichnungselektrode EL den Wert "H" haben, da eine Vorspannungsquelle 5a eine Vorspannung von -50 V an die zylinderförmige Gegenelektrode 5 anlegt, eine Potentialdifferenz von 150 V von der zylinderförmigen Elektrode 5 zu den Aufzeichnungselektroden EL hin. Da sich der magnetische Toner d, der so geladen ist, daß er eine negative Polarität hat, zu einem Abschnitt mit hohem Potential bewegt, wird nur der magnetische Toner d auf der Aufzeichnungselektrode EL, an der die Spannung von -200 V anliegt, selektiv auf die Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 übertragen, wodurch ein schwarzer Punkt entsteht.Referring to Fig. 2, when the magnet roller 16 is rotated in the direction indicated by the arrow ε, a rotating magnetic field is generated to rotate particles of the magnetic toner d on the peripheral surface of the developing sleeve 15, and the magnetic toner is conveyed in the direction indicated by the arrow which is opposite to the direction of rotation of the magnet roller 16 while forming a kind of brush of the toner. The conveyed magnetic toner is regulated by the scraper 12a so as to have a predetermined thickness and conveyed to the recording section W. In this case, the magnetic toner is charged by friction so as to have a negative polarity due to the friction of the toner particles among themselves or between the toner and the peripheral surface of the developing sleeve 15. The plurality of recording electrodes EL are arranged in the recording section W as shown in Fig. 7A. The drive circuit element 18 selectively applies a recording voltage corresponding to recording data to the corresponding recording electrodes EL in the manner described above. In this case, as shown in Fig. 7A, when the one-bit recording data is "H" when the voltage of -200 V is applied to the corresponding recording electrode EL, since a bias voltage source 5a applies a bias voltage of -50 V to the cylindrical counter electrode 5, a potential difference of 150 V is formed from the cylindrical electrode 5 to the recording electrodes EL. Since the magnetic toner d charged to have a negative polarity moves to a high potential portion, only the magnetic toner d on the recording electrode EL to which the voltage of -200 V is applied is selectively transferred to the surface of the cylindrical electrode 5, thereby forming a black dot.
Wenn die Ein-Bit Aufzeichnungsdaten den Wert "L" haben, liegt die entsprechende Aufzeichnungselektrode EL auf Masse. Als Ergebnis verändert sich die Potentialdifferenz zwischen der zylinderförmigen Elektrode 5 und der entsprechenden Aufzeichnungselektrode EL zu -50V von der Seite der zylinderförmigen Elektrode 5, und der magnetische Toner mit negativer Polarität wird auf der Seite der Aufzeichnungselektrode EL gehalten und nicht übertragen.When the one-bit recording data has the value "L", the corresponding recording electrode EL is grounded. As a result, the potential difference between the cylindrical electrode 5 and the corresponding recording electrode EL to -50V from the side of the cylindrical electrode 5, and the magnetic toner having negative polarity is held on the side of the recording electrode EL and is not transferred.
Wie voranstehend beschrieben, wird ein Potential einer jeden Aufzeichnungselektrode EL derart selektiv gesteuert, daß es entsprechend eingegebenen Aufzeichnungsdaten entweder -200 V oder das Massepotential ist, und ein Toneraufzeichnungsbild entsteht gemäß den Aufzeichnungsdaten auf der Oberfläche der zylinderförmigen Gegenelektrode 5. In diesem Fall ragt jede Aufzeichnungselektrode EL über die Stufe G hinaus, wie in Fig. 6A gezeigt, und ein Schlitz C entsteht zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, wodurch jede Aufzeichnungselektrode EL separiert ist und unabhängig in ihrer Breitenrichtung schwingen kann. Auf diese Weise kann der Abstand L von Elektrode zu Elektrode zwischen den oberen Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 im Aufzeichnungsabschnitt W konstant auf einem erforderlichen minimalen Wert gehalten werden. Als Ergebnis läßt sich der magnetische Toner problemlos durch den Aufzeichnungsabschnitt W befördern und ein Nachteil, der durch eine Verdichtung des magnetischen Toners unter Druck im Aufzeichnungsabschnitt W und ein daraus resultierendes Schmelzen und Ablagern des Toners an den Elektroden entsteht, kann zuverlässig verhindert werden. Daher wird ein qualitativ hochwertiges Toneraufzeichnungsbild mit hoher Auflösung stabil auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 gebildet.As described above, a potential of each recording electrode EL is selectively controlled to be either -200 V or the ground potential according to input recording data, and a toner recording image is formed on the surface of the cylindrical counter electrode 5 according to the recording data. In this case, each recording electrode EL projects beyond the step G as shown in Fig. 6A, and a slit C is formed between the adjacent recording electrodes EL, whereby each recording electrode EL is separated and can vibrate independently in its width direction. In this way, the electrode-to-electrode distance L between the upper surfaces of the recording electrodes EL and the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 in the recording section W can be kept constant at a required minimum value. As a result, the magnetic toner can be smoothly conveyed through the recording section W, and a disadvantage caused by compression of the magnetic toner under pressure in the recording section W and resulting melting and deposition of the toner on the electrodes can be reliably prevented. Therefore, a high-quality toner recording image with high resolution is stably formed on the peripheral surface of the cylindrical electrode 5.
Da die Stufe G auf der in Verlaufsrichtung gesehen unmittelbar nachgeordneten Seite des Aufzeichnungsabschnittes W ausgebildet ist, wie in Fig. 4 gezeigt, bewegt sich der magnetische Toner d', der nicht zur Bilderzeugung verwendet wird, sondern auf der Entwicklungsummantelung 15 verbleibt, unmittelbar nach seinem Verlauf durch den Aufzeichnungsabschnitt W weg von der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5. Daher kann ein Nachteil, der dadurch entstünde, daß das auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 im Aufzeichnungsabschnitt W erzeugte Toneraufzeichnungsbild aufgrund einer Wechselwirkung mit dem restlichen Toner d' beeinträchtigt wird, zuverlässig vermieden werden.Since the step G is formed on the immediately downstream side of the recording section W as shown in Fig. 4, the magnetic toner d' which is not used for image formation but remains on the developing jacket 15 moves away from the surface of the cylindrical electrode 5. Therefore, a disadvantage that the toner recording image formed on the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 in the recording section W is deteriorated due to an interaction with the residual toner d' can be reliably avoided.
Wie in Fig. 6A gezeigt, da die Aufzeichnungselektroden EL freiliegen, ohne daß der Isolierüberzug 17c auf sie aufgebracht ist, werden ferner unnötige Ladungen nicht in ihnen gespeichert. Als Ergebnis kann ein durch unnötige Ladungen oder Spannungsverlust zwischen den Aufzeichnungselektroden hervorgerufenes Tonen verhindert werden und ein Toneraufzeichnungsbild mit hoher Auflösung, hoher Dichte und gutem Kontrast kann stabil erzeugt werden.Furthermore, as shown in Fig. 6A, since the recording electrodes EL are exposed without the insulating coating 17c being applied thereto, unnecessary charges are not stored therein. As a result, toning caused by unnecessary charges or voltage loss between the recording electrodes can be prevented, and a toner recording image with high resolution, high density and good contrast can be stably formed.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird das auf der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 geformte Toneraufzeichnungsbild durch Drehung der zylinderförmigen Elektrode 5 in der Richtung α entgegen den Uhrzeigersinn zum Bildübertragungsabschnitt T befördert und auf Papier übertragen, welches synchron dazu wieder von dem Paar Registrierwalzen 3 zugeführt wird. Zur Einstellung der Dichte des Toneraufzeichnungsbildes muß lediglich die Vorspannung der Vorspannungsquelle 5a verändert werden. In diesem Fall ist ein geeigneter Einstellungsbereich ca. 0 bis -50 V, und die Bilddichte erhöht sich bei Annäherung des Wertes an 0 V.As shown in Fig. 1, the toner recording image formed on the surface of the cylindrical electrode 5 is conveyed to the image transfer section T by rotating the cylindrical electrode 5 in the counterclockwise direction α and transferred to paper which is fed again by the pair of registration rollers 3 in synchronism. To adjust the density of the toner recording image, it is only necessary to change the bias voltage of the bias voltage source 5a. In this case, a suitable adjustment range is approximately 0 to -50 V, and the image density increases as the value approaches 0 V.
Wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt sich der magnetische Toner d', der nicht auf die zylinderförmige Elektrode 5 übertragen wurde, sondern im Aufzeichnungsabschnitt W verbleibt, durch die Drehung der Magnetwalze 16 zu der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite hin und wird durch die Schabewand Sw1 von der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 abgeschabt. Der abgeschabte Toner fällt auf die Schneckenwalze 14a und wird unter Rühren mit magnetischem Toner d0 vermischt, welcher aus dem Nachfüllschlitz 11b nachgefüllt wird.As shown in Fig. 2, the magnetic toner d', which has not been transferred to the cylindrical electrode 5 but remains in the recording section W, moves to the downstream side in the direction of travel by the rotation of the magnetic roller 16 and is scraped off from the surface of the developing sleeve 15 by the scraping wall Sw1. The scraped off toner falls onto the screw roller 14a and is mixed with magnetic toner d0 replenished from the replenishing slot 11b while being stirred.
Der heruntergefallene und zurückgeleitete restliche magnetische Toner d' wird durch die Drehung der Schneckenwalze 14a zirkuliert, wobei er gleichzeitig mit dem nachgefüllten magnetischen Toner d0 vermischt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der magnetische Toner, der in der durch den gestrichelten Pfeil δ angedeuteten Richtung zirkuliert wird, wieder durch das drehende Magnetfeld der Magnetwalze 16, welches über dem in Längsrichtung verlaufenden Weg 13b auf der Nicht-Nachfüllseite verläuft, vertikal weiterbefördert, während er auf dem Weg 13b befördert wird.The dropped and returned residual magnetic toner d' is circulated by the rotation of the screw roller 14a while being mixed with the replenished magnetic toner d0. As shown in Fig. 3, the magnetic toner circulated in the direction indicated by the dashed arrow δ is again vertically conveyed by the rotating magnetic field of the magnetic roller 16 extending over the longitudinal path 13b on the non-replenishment side while being conveyed on the path 13b.
Auf diese Weise wird der restliche magnetische Toner d', der nicht an die zylinderförmige Elektrode 5 übertragen wurde, sondern zur in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite im Aufzeichnungsabschnitt W befördert wurde, im horizontalen Zirkulationsweg 13 abgeschabt, unter Rühren über den horizontalen Zirkulationsweg 13 gleichmäßig an die in Verlaufsrichtung gesehen vorgeordnete Seite zurückgeleitet und wieder zur Erzeugung eines Toneraufzeichnungsbildes verwendet. Da in diesem Fall der magnetische Toner vor seiner vertikalen Beförderung unter Rühren in axialer Richtung (der Breitenrichtung des Tonerförderwegs: der Hauptabtastrichtung) der Entwicklungsummantelung 15 befördert wird, wird der Toner konstant gleichmäßig auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 über seine gesamte Breitenrichtung hinweg zugeführt. Da der magnetische Toner konstant gleichmäßig auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 über deren gesamte Breitenrichtung getragen und an den Aufzeichnungsabschnitt W zugeführt wird, läßt sich ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit einer gleichmäßigen Bilddichte zuverlässig erzielen. Außerdem wird der magnetische Toner aufgrund der Reibung, die zwischen den magnetischen Tonerteilchen entsteht, wnn der magnetische Toner d unter Rühren in dem horizontalen Zirkulationsweg 13 zirkuliert wird, in zufriedenstellendem Maße reibungselektrisch aufgeladen.In this way, the remaining magnetic toner d' which has not been transferred to the cylindrical electrode 5 but has been conveyed to the downstream side in the recording section W is scraped off in the horizontal circulation path 13, is evenly returned to the upstream side through the horizontal circulation path 13 with stirring, and is used again to form a toner recording image. In this case, since the magnetic toner is conveyed with stirring in the axial direction (the width direction of the toner conveying path: the main scanning direction) of the development sleeve 15 before being conveyed vertically, the toner is constantly evenly supplied to the peripheral surface of the development sleeve 15 throughout its width direction. Since the magnetic toner is constantly uniformly supported on the surface of the developing sleeve 15 over the entire width direction thereof and is supplied to the recording section W, a high-quality recording image having a uniform image density can be reliably obtained. In addition, the magnetic toner is triboelectrically charged to a satisfactory degree due to the friction generated between the magnetic toner particles when the magnetic toner d is circulated with stirring in the horizontal circulation path 13.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr nachstehend beschrieben. In der zweiten Ausführungsform ist ein Aufzeichnungsabschnitt W zum Bilden eines Toneraufzeichnungsbildes auf der Umfangsoberfläche einer zylinderförmigen Elektrode 5 auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des (voranstehend beschriebenen) Abschnittes zur Einstellung der Dicke der Tonerschicht in der Tonerförderrichtung auf nachfolgende Art und Weise angeordnet.The second embodiment of the present invention will now be described below. In the second embodiment, a recording section W for forming a toner recording image on the peripheral surface of a cylindrical electrode 5 is arranged on the downstream side of the toner layer thickness adjusting section (described above) in the toner conveying direction in the following manner.
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist hierbei ein Abschnitt der Umfangsoberfläche einer Entwicklungsummantelung 15 in der Nähe der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 entfernt worden, so daß ein flacher Abschnitt 15a über die gesamte Breite der Entwicklungsummantelung 15 hinweg entsteht. Ein Polsterelement 15b aus einem elastischen Material ist auf dem gesamten Bereich, der die Hälfte der flachen Oberfläche 15a beträgt, auf der in Verlaufsrichtung gesehen vorgeordneten Seite in der Toner-Förderrichtung befestigt. Als Material für das Polsterelement 15b kann ein elastisches Material mit einem Elastizitätsmodul E, welches folgende Gleichung erfüllt:Here, as shown in Fig. 9, a portion of the peripheral surface of a developing jacket 15 near the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 is removed so that a flat portion 15a is formed over the entire width of the developing jacket 15. A cushion member 15b made of an elastic material is attached to the entire area which is half of the flat surface 15a on the upstream side in the toner conveying direction. As the material of the cushion member 15b, an elastic material having an elastic modulus E which satisfies the following equation:
1 x 10&sup6; ≤ E ≤ 3 x 10&sup9; [N/m²]1 x 10&sup6;≤ E ≤ 3x10&sup9; [N/m²]
geeigneterweise verwendet werden. Die Oberfläche des Polsterelements 15b bildet eine Umfangsoberfläche, welche dieselbe Krümmung wie die Entwicklungsummantelung 15 hat, so daß es mit dieser kontinuierlich verläuft. Daher liegt der in Verlaufsrichtung gesehen auf der nachgeordneten Seite befindliche Endabschnitt der Oberfläche des Polsterelementes 15b der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 am nächsten, und eine Stufe G ist auf der in Verlaufsrichtung gesehen unmittelbar nachgeordneten Seite dieses Abschnittes ausgebildet.can be used appropriately. The surface of the cushion member 15b forms a peripheral surface having the same curvature as the developing jacket 15 so as to be continuous therewith. Therefore, the end portion of the surface of the cushion member 15b on the downstream side in the direction of extension is closest to the peripheral surface of the cylindrical electrode 5, and a step G is formed on the immediately downstream side of this portion in the direction of extension.
Eine Aufzeichnungselektrodenschicht 17 ist auf der Oberfläche des Polsterelements 15b ausgebildet und verläuft zu der in Verlaufsrichtung gesehen vorgeordneten Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15. In diesem Fall ist das distale Ende der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 bündig mit der Endfläche des Polsterelementes 15b, welches die Stufe G bildet. Es ist zu beachten, daß der Aufbau der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 dieser Ausführungsform identisch zu derjenigen der ersten Ausführungsform ist, weshalb auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet wurde.A recording electrode layer 17 is formed on the surface of the cushion member 15b and extends to the upstream peripheral surface of the development jacket 15. In this case, the distal End of the recording electrode layer 17 is flush with the end surface of the cushion member 15b which forms the step G. Note that the structure of the recording electrode layer 17 of this embodiment is identical to that of the first embodiment, and therefore a more detailed description is omitted.
Wie in den Fign. 10 und 6B gezeigt ist, sind Schlitze C in der Grund-Schicht 17b an Abschnitten zwischen benachbarten Aufzeichnungselektroden EL ausgebildet. Jeder Schlitz C verläuft nicht nur zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, sondern auch zu proximalen Abschnitten der Aufzeichnungselektroden EL, die mit einem Isolierüberzug 17c beschichtet sind. Daher ist jede Aufzeichnungselektrode von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL auf ihren beiden Seiten getrennt und kann frei und unabhängig in der Richtung ihrer Dicke (der vertikalen Richtung in dieser Ausführungsform) schwingen. Wenn der distale Endabschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit dem voranstehend erwähnten Aufbau auf dem Polsterelement 15 ausgebildet ist, wie in Fig. 10 gezeigt, läßt sich ein Abstand L zwischen den oberen Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 konstant auf einen vorbestimmten erforderlichen Minimalwert einstellen. Der hierfür erforderliche Mechanismus wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fign. 11a und 11b beschrieben. Die Fign. 11a und 11B zeigen schematische Aufrißdarstellungen des Aufzeichnungsabschnittes W, aus der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite der Tonerförderrichtung gesehen.As shown in Figs. 10 and 6B, slits C are formed in the base layer 17b at portions between adjacent recording electrodes EL. Each slit C extends not only between the adjacent recording electrodes EL but also to proximal portions of the recording electrodes EL coated with an insulating coating 17c. Therefore, each recording electrode is separated from the adjacent recording electrodes EL on both sides thereof and can vibrate freely and independently in the direction of its thickness (the vertical direction in this embodiment). When the distal end portion of the recording electrode layer 17 having the above-mentioned structure is formed on the cushion member 15 as shown in Fig. 10, a distance L between the upper surfaces of the recording electrodes EL and the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 can be constantly set to a predetermined required minimum value. The mechanism required for this will now be described with reference to Figs. 11a and 11b. Figs. 11a and 11B show schematic elevational views of the recording section W, viewed from the downstream side of the toner conveying direction.
Selbst, wenn - wie in Fig. 11B gezeigt - die Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 lokal um ungefähr mehrere um bis mehrere zehn um bis nahe an die Seite der Aufzeichnungselektrode EL schwingt, biegt sich ein Abschnitt des Polsterelementes lsb, welcher durch einen magnetischen Toner hindurch der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 gegenüberliegt, als Reaktion auf dieses Schwingen hin durch und die entsprechende Aufzeichnungselektrode EL senkt sich ab, und der Abstand L von Elektrode zu Elektrode wird im wesentlichen auf demselben Wert gehalten wie der in Fig. 11a gezeigte erforderliche Abstand. Daher läßt sich ein Nachteil, der sich aus einer übermäßigen Verdichtung des magnetischen Toners an dem schwingenden Abschnitt unter Druck ergeben würde, zuverlässig vermeiden. Als Ergebnis fließt kein übermäßiger Strom in dem dichten magnetischen Toner, der Hitze erzeugen würde, was zu einem Anschmelzen von magnetischem Toner an einer Elektrode führen würde. Der magnetische Toner wird über die gesamte Breite des Gegenelektrodenabschnittes (dem Aufzeichnungsabschnitt W) gleichmäßig zugeführt und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung kann stabil gebildet werden.As shown in Fig. 11B, even if the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 locally vibrates by approximately several µm to several tens of µm close to the side of the recording electrode EL, a portion of the cushion member lsb which faces the peripheral surface of the cylindrical electrode 5 through a magnetic toner bends in response to this vibration by and the corresponding recording electrode EL descends, and the electrode-to-electrode distance L is maintained at substantially the same value as the required distance shown in Fig. 11a. Therefore, a disadvantage resulting from excessive compaction of the magnetic toner at the vibrating portion under pressure can be reliably avoided. As a result, no excessive current flows in the dense magnetic toner, which would generate heat, resulting in fusion of magnetic toner to an electrode. The magnetic toner is uniformly supplied over the entire width of the counter electrode portion (the recording portion W), and a high-quality recording image with high resolution can be stably formed.
Selbst wenn bei dieser Ausführungsform, die in Fig. 8 gezeigt ist, eine Fremdsubstanz r dem magnetischen Toner beigemischt ist oder ein Block des magnetischen Toners zu dem gegenüberliegenden Elektrodenabschnitt (dem Aufzeichnungsabschnitt W) befördert wird, kann sich die Aufzeichnungselektrode EL1 in Abhängigkeit von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL lokal weit durchbiegen und die Fremdsubstanz r durchlassen, da eine Aufzeichnungselektrode EL1, die die Fremdsubstanz r mit der zylinderförmigen Elektrode 5 sandwichartig umgibt, von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL auf ihren beiden Seiten durch die Schlitze C getrennt ist. Auf diese Weise läßt sich ein Nachteil, der durch eine Verstopfung im Aufzeichnungsabschnitt W aufgrund einer festen Substanz wie einer Fremdsubstanz verursacht wird, zuverlässig vermeiden, und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild kann weiterhin stabil gebildet werden.In this embodiment shown in Fig. 8, even if a foreign substance r is mixed with the magnetic toner or a block of the magnetic toner is conveyed to the opposite electrode portion (the recording portion W), since a recording electrode EL1 sandwiching the foreign substance r with the cylindrical electrode 5 is separated from the adjacent recording electrodes EL on both sides thereof by the slits C, the recording electrode EL1 can be locally deflected widely depending on the adjacent recording electrodes EL and pass the foreign substance r. In this way, a disadvantage caused by clogging in the recording portion W due to a solid substance such as a foreign substance can be reliably avoided, and a high-quality recording image can still be stably formed.
Es ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die erste und zweite Ausführungsform beschränkt ist, sondern innerhalb ihres technischen Umfangs auf verschiedene Weise modifiziert werden kann.It should be noted that the present invention is not limited to the first and second embodiments, but can be modified in various ways within its technical scope.
Wenn zum Beispiel Auf zeichnungselektrodenleitungen mit Aufzeichnungselektroden an ihren distalen Endabschnitten direkt auf einem Trägerelement für das Entwicklungsmittel ausgebildet werden sollen, braucht der distale Endabschnitt einer jeden Aufzeichnungselektrodenleitung nicht getrennt werden, um unabhängig schwingen zu können, sondern muß nur von einer Stufe wegragen.For example, when recording electrode lines having recording electrodes at their distal end portions are to be formed directly on a developing agent support member, the distal end portion of each recording electrode line need not be separated to be able to oscillate independently, but only needs to protrude from a step.
Des weiteren kann auch ein Toner mit positiver (+) Elektrisierung verwendet werden, obgleich in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ein Toner mit negativer (-) Elektrisierung verwendet wird. In diesem Fall wird der Vorspannung, die an eine Aufzeichnungselektrode und eine gegenüberliegende Elektrode anzulegen ist, eine positive (+) Polarität auferlegt.Furthermore, although a toner having a negative (-) electrification is used in the embodiment shown in Fig. 2, a toner having a positive (+) electrification may also be used. In this case, a bias voltage to be applied to a recording electrode and an opposing electrode is imposed with a positive (+) polarity.
Wenn in der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 11A gezeigt ist, die Grund-Schicht 17b zum Tragen der Aufzeichnungselektroden EL aus einem Material mit hoher Elastizität hergestellt ist, können die Aufzeichnungselektroden EL als Reaktion auf ein Schwingen einer gegenüberliegenden Elektrode mit besserem Ansprechen zum Schwingen gebracht werden. Wenn die Grund- Schicht 17b eine erforderliche Elastizität hat, kann in diesem Fall das Polsterelement 15b entfallen.In the second embodiment shown in Fig. 11A, when the base layer 17b for supporting the recording electrodes EL is made of a material having high elasticity, the recording electrodes EL can be vibrated in response to vibration of an opposing electrode with better response. In this case, if the base layer 17b has a required elasticity, the cushion member 15b can be omitted.
Wie voranstehend im einzelnen beschrieben ist, ist gemäß vorliegender Erfindung eine Vielzahl von Aufzeichnungselektroden auf einer Oberfläche eines Entwicklungsmittel-Trägerelements, das als Entwicklungsmittel-Förderweg dient, mit kleinem Abstand voneinander getrennt angeordnet, so daß die Elektroden unabhängig voneinander schwingen können, und sind- einseitig eingespannt oder werden von einem elastischen Material getragen. Daher schwingen die Aufzeichnungselektroden flexibel als Reaktion auf ein Schwingen einer gegenüberliegenden Elektrode und ein Abstand von Elektrode zu Elektrode zwischen den Aufzeichnungselektroden und der gegenüberliegenden Elektrode kann konstant auf einem vorbestimmten erforderlichen Minimalwert gehalten werden. Als Ergebnis kann ein Nachteil, der darin bestünde, daß das Entwicklungsmittel unter Druck zwischen den Elektroden verdichtet wird, sich dadurch sein elektrischer Widerstand verringert und übermäßiger Strom fließt, wodurch Hitze entsteht, vermieden werden. Ein Problem, das durch das Schmelzen des Entwicklungsmittels unter Hitzeeinwirkung und Druck bei dessen Verdichtung zwischen den Elektroden und sein anschließendes Ablagern an den Elektroden entsteht, kann vermieden werden. Selbst, wenn eine Fremdsubstanz und dergleichen zwischen den Elektroden geführt wird, biegt sich eine entsprechende Aufzeichnungselektrode unabhängig weit durch, um die Fremdsubstanz durchzulassen, und ein gleichmäßiger Fluß des Entwicklungsmittels zwischen den Elektroden kann stabil gewährleistet werden. Außerdem nutzen sich die Aufzeichnungselektroden nicht ab, da bei diesem Aufzeichnungsgerät eine Aufzeichnung des kontaktlosen Typs stattfindet. Folglich verbessert sich die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes, das Entwicklungsmittel wird ständig gleichmäßig zwischen den Elektroden befördert, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander gehalten werden, und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung kann stabil über eine lange Zeitperiode hinweg gebildet werden.As described in detail above, according to the present invention, a plurality of recording electrodes are arranged on a surface of a developing agent carrying member serving as a developing agent conveying path, spaced apart from each other by a small distance so that the electrodes can vibrate independently of each other, and are cantilevered or supported by an elastic material. Therefore, the recording electrodes flexibly vibrate in response to vibration of an opposing electrode, and an electrode-to-electrode distance between the recording electrodes and the opposing electrode can be constantly maintained at a predetermined required minimum value. As a result, a disadvantage inherent in A problem caused by the developing agent being compressed under pressure between the electrodes, thereby reducing its electrical resistance and causing excessive current to flow, thereby generating heat, can be avoided. A problem caused by the developing agent being melted under heat and pressure when it is compressed between the electrodes and then deposited on the electrodes can be avoided. Even if a foreign substance and the like is passed between the electrodes, a corresponding recording electrode independently bends widely to pass the foreign substance, and a smooth flow of the developing agent between the electrodes can be stably ensured. In addition, since this recording apparatus uses non-contact type recording, the recording electrodes do not wear out. Consequently, the life of the recording head is improved, the developing agent is constantly fed evenly between the electrodes which are kept at a predetermined distance from each other, and a high-quality recording image with high resolution can be stably formed over a long period of time.
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